Bài tập tự luận về mạch dao động năm 2024

Lý Thuyết Và Bài Tập Dao Động Điện Từ – Sóng Điện Từ Có Đáp Án bao gồm các chủ đề sau: mạch dao động, mạch dao động có các tụ ghép, có điện trở thuần, sự phát và thu sóng điện từ. Ứng với mỗi chủ đề đều được phân dạng xen kẻ các bài tập trắc nghiệm có đáp án. Bài tập được viết dưới dạng word gồm 12 trang. Các bạn xem và tải về ở dưới.

Trong chương trình vật lý lớp 12, trong chương 4 các em sẽ được học về các dao động và sóng điện từ, bài đầu tiên là mạch dao động. Làm thế để giải bài tập vật lý bài này tốt nhất? Kiến Guru sẽ hướng dẫn các em các bài tập phần này bám sát SGK và một số bài tập nâng cao hơn để các em có kiến thức tốt nhất về phần này. Hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé.

Trong chương 4 vật lý lớp 12: Dao động và sóng điện từ gồm 4 bài: Mạch dao động, điện từ trường, sóng điện từ và nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. Với bài mạch dao động thì các em sẽ giải bài tập vật lý dưới đây.

Bài 1/ SGK Vật lý 12 trang 107: Mạch dao động là gì?

Trả lời: Mạch dao động là mạch điện kín gồm một tụ điện C mắc nối tiếp với cuộn cảm L.

Bài 2/ SGK Vật lý 12 trang 107: Nêu định luật biến thiên của điện tích của một bản tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động.

Trả lời: Định luật biến thiên: điện tích q ở hai bản tụ điện và cường độ dòng điện I trong mạch dao động biến thiên điều hòa với cùng tần số góc, i sớm pha π/2 so với q.

Biểu thức điện tích: q = q0cos(ωt + φ)

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch: i = = I0cos(ωt + φ + π/2)

Bài 3/ SGK Vật lý 12 trang 107: Viết công thức tính chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động.

Trả lời:

Chu kì dao động riêng của mạch dao động:

Tần số dao động riêng của mạch:

Bài 4/ SGK Vật lý 12 trang 107: Dao động điện từ tự do là gì?

Trả lời: Dao động điện từ tự do là sự biến thiên điều hòa của điện tích q và cường độ i (hay cường độ điện trường E và cảm ứng từ B) trong mạch dao động.

Bài 5/ SGK Vật lý 12 trang 107: Năng lượng điện từ là gì?

Trả lời: Tổng năng lượng điện trường và năng lượng điện trường và năng lượng từ trường của mạch gọi là năng lượng điện từ. Nếu không có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch sẽ được bảo toàn.

Bài 6/ SGK Vật lý 12 trang 107: Sự biến thiên của dòng điện i trong một dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên của điện tích q của một bản tụ điện?

1. i cùng pha với q.

2. i ngược pha với q.

3. i sớm pha π/2 so với q.

4. i trễ pha π/2 so với q.

Trả lời: Chọn đáp án C.

Điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hoà theo thời gian; i sớm pha π/2 so với q.

Bài 7/ SGK Vật lý 12 trang 107: Nếu tăng số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ thay đổi như thế nào?

1. Tăng

2. Giảm

3. Không đổi

4. Không đủ cơ sở để trả lời câu hỏi

Trả lời: Ta có

, L phụ thuộc vào kích thước của cuộn dây và số vòng của cuộn dây. Nếu số vòng của cuộn dây tăng suy ra L tăng ⇒ T tăng.

Bài 8/ SGK Vật lý 12 trang 107: Tính chu kì và tần số dao động riêng của một mạch dao động, biết rằng tụ điện trong mạch điện có điện dung là 120pF và cuộn cảm là 3mH.

Cách giải bài tập vật lý này là tìm công thức tính chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động.

II. Giải bài tập vật lý nâng cao - Mạch dao động

Kiến Guru sẽ cung cấp cho các em một số dạng bài tập và hướng dẫn giải bài tập vật lý 12 nâng cao dưới đây:

Bài 1: Trong mạch dao động, nếu mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f1= 60kHz. Nếu mắc tụ có điện dụng C2 với cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là f2= 80kHz. Vậy khi mắc C1 song song với C2 rồi mắc vào cuộn cảm L thì tần số dao động của mạch là

1. 100kHz

2. 140kHz

3. 50kHz

4. 48kHz

Hướng dẫn: Khi 2 tụ điện mắc song song thì ta sẽ áp dụng công thức tính tần số là:

Thay số ta được: f = 48kHz

Chọn đáp án D

Bài 2: Một mạch dao động LC có tụ điện 25pF và cuộn cảm 10-4H. Biết ở thời điểm ban đầu của dao động, cường độ dòng điện có giá trị cực đại và bằng 40mA. Tìm biểu thức của cường độ dòng điện, của điện tích trên bản cực của tụ điện và biểu thức của hiệu điện thế giữa hai bản cực của tụ điện.

1. i= 4.10-2cos(2.107t) (A)

2. i= 4.10-2cos(2.10-7t) (A)

3. i= 4.10-2cos(2.107t+/2) (A)

4. i= 4.10-2cos(2.107t-/2) (A)

Hướng dẫn:

Tần số góc:

Biểu thức tính cường độ dòng điện i= I0cos(ωt+φ)

Vì lúc t=0 thì i =I0=40mA= 4.10-2nên φ=0, do đó: i=4.10-2cos(2.107t) (A)

Chọn đáp án: A

Bài 3: Một mạch dao động gồm một tụ điện C = 50μF và một cuộn dây có độ tự cảm L = 5mH. Hãy tính năng lượng toàn phần của mạch điện và điện tích cực đại trên bản cực của tụ điện khi hiệu điện thế cực đại giữa hai bản cực của tụ điện bằng 6V. Nếu cuộn dây có điện trở R = 0,1Ω, muốn duy trì dao động điều hòa trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ điện vẫn bằng 6V thì phải bổ sung cho mạch một năng lượng có công suất bằng bao nhiêu?

1,8.10-2W

3,6.102W

1,8.103W

3,6.10-2W

Hướng dẫn:

Vì có điện trở thuần nên dao động trong mạch tắt dần do tỏa nhiệt ở trên điện trở. Để duy trì dao động điều hòa phải bổ sung cho mạch một năng lượng có công suất đủ bù vào phần năng lượng hao phí do tỏa nhiệt ( hiệu ứng Jun) trên điện trở, phần này có công suất là P=I2R

Chọn đáp án A.

Trên đây là một số bài tập và hướng dẫn giải bài tập vật lý 12 bài mạch dao động. Hy vọng tài liệu này là một nguồn tham khảo bổ ích cho các em học sinh lớp 12. Cảm ơn các em đã theo dõi tài liệu.